STM32的中断系统

先想象你在写作业（主程序），突然有人敲门（外部事件）。你先放下手里的笔，去开门（处理中断），然后回来继续写作业（回到主程序）。中断也如此。

什么是中断？

中断 = 程序在运行中，遇到某个特殊事件时，暂停当前任务 → 去执行一个专门的中断处理程序 → 再返回原任务。

STM32 中的中断有很多来源：

外部中断（EXTI）：来自外部引脚的事件（按键、传感器信号等）。

内部外设中断：来自外设的事件（串口收到数据、定时器溢出、ADC转换完成等）。

异常（Exception）：比如硬件故障（硬Fault）、系统滴答 SysTick。

1.STM32 中断的硬件基础

中断的物理来源
STM32 中断的信号来源主要有两大类：

外部硬件事件

来自 MCU 引脚的电平变化（高变低、低变高、双边沿）。

如：按键、传感器信号、外部模块的状态输出。

电气路径：引脚 → GPIO 输入缓冲器 → AFIO 选择器 → EXTI 模块 → NVIC。

内部外设事件

来自 MCU 内部外设的事件。

如：USART 接收到数据、TIM 定时器溢出、ADC 转换完成。

电气路径：外设状态寄存器（SR）设置中断标志位 → NVIC。

外部中断硬件流向

以 PA0 外部中断 为例：

PA0 引脚 ──> TTL 施密特触发器(整形去抖) ──> GPIO 输入电路  
      ↓
   AFIO（Alternate Function I/O，多功能映射）
      ↓
   EXTI0（外部中断线0）
      ↓
   NVIC（嵌套向量中断控制器）
      ↓
   CPU 跳转到 ISR（中断服务程序）

重点：GPIO 只是信号入口，EXTI 才是中断检测单元。

中断响应流程

当事件发生时，底层流程是这样：

事件触发

例如 PA0 下降沿 → EXTI0 寄存器标志位 PR0 = 1。

EXTI 检查

EXTI 使能位 IMR0 = 1 且触发类型匹配（FTSR / RTSR）。

NVIC 检查

NVIC 使能该中断，且没有被屏蔽。

CPU 处理

保存当前执行环境（寄存器、程序计数器 PC、程序状态寄存器 xPSR）。

从中断向量表取 ISR 地址。

执行 ISR

执行用户定义的中断服务函数。

中断返回

恢复寄存器和 PC，回到被打断的地方继续执行。

2.举例红外传感器计次

开时钟

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE); // 开 GPIOB 时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);  // 开 AFIO 时钟（用于引脚与中断线的映射）

STM32 外设要先有时钟才能工作，GPIOB 和 AFIO 都要开。

AFIO 是 Alternate Function IO，外部中断要靠它把“引脚”映射到“EXTI 线”。

配置 GPIO 输入模式

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;     // 上拉输入
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_14;        // 选择 PB14
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; // IO 速度（输入模式无实质作用）
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);

GPIO_Mode_IPU：输入模式，上拉（空闲时保持高电平）。

当外部设备拉低 PB14，就会产生一个下降沿，触发中断。

GPIO 与 EXTI 线绑定

GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB, GPIO_PinSource14);

STM32 有 16 条 EXTI 线（0~15），分别对应引脚号相同的 GPIO。

这里把 PB14 映射到 EXTI14。

注意：PB14、PC14、PA14 不能同时用 EXTI14，因为 EXTI14 只能绑定一个。

配置 EXTI（中断线）

EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line14;              // 选择 EXTI14
EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;                // 使能这条线
EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;      // 设置为中断模式
EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;  // 下降沿触发
EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);

EXTI_Mode_Interrupt：触发时进入中断函数。

EXTI_Trigger_Falling：下降沿触发。

这样 PB14 从高电平变低电平时就会触发中断。

配置 NVIC（中断控制器）

NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); // 设置优先级分组
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI15_10_IRQn;     // EXTI10~15 共用一个中断号
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;          // 使能通道
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1; // 抢占优先级 1
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;       // 子优先级 1
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

EXTI15_10_IRQn：PB14 对应 EXTI14，属于 EXTI10~15 范围内的共享中断向量。

抢占优先级 + 子优先级 决定中断响应顺序。

中断执行过程（你的 EXTI15_10_IRQHandler）

void EXTI15_10_IRQHandler(void)
{
    if (EXTI_GetITStatus(EXTI_Line14) == SET) // 判断是不是 EXTI14 触发
    {
        CountSensor_Count++;                  // 计数 +1
    }
    EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line14);      // 清除挂起标志，否则会一直进中断
}

PB14 检测到下降沿 → EXTI14 触发 → NVIC 调用中断函数。

EXTI_GetITStatus() 检查是不是 EXTI14 引起的中断（因为 EXTI10~15 共用一个函数）。

计数器 CountSensor_Count 自增。

EXTI_ClearITPendingBit() 清除中断标志位，否则下一次不会触发。

主程序如何使用中断计数

int main(void)
{
    OLED_Init();            // 初始化 OLED
    CountSensor_Init();     // 初始化传感器中断
    OLED_ShowString(1,1,"Count:");

    while(1)
    {
        OLED_ShowNum(1, 7, CountSensor_Get(), 5); // 显示中断计数值
    }
}

主程序并不去检测 PB14 状态，而是直接从 CountSensor_Get() 读取中断里更新的变量。

每次 PB14 有下降沿，就会进入中断加一，主循环只负责显示。

PB14 引脚变化
   ↓
GPIO 检测到下降沿
   ↓
EXTI14 触发中断请求
   ↓
NVIC 根据优先级响应
   ↓
执行 EXTI15_10_IRQHandler()
   ↓
CountSensor_Count++
清除中断标志位

3.中断优先级的细节

STM32 优先级由两部分组成：

抢占优先级（Preemption Priority）
决定能否打断别人。

响应优先级 / 子优先级（Subpriority）
同级别抢占时，谁先执行。

STM32F1 的优先级分组（NVIC_PriorityGroupConfig()）会把这两种优先级分配到不同位数：

4.STM32 中断配置函数速查表

使用顺序建议（外部中断场景）

GPIO 配置 → GPIO_Init() + GPIO_EXTILineConfig()

EXTI 配置 → EXTI_Init()（触发方式 + 使能）

NVIC 配置 → NVIC_PriorityGroupConfig() → NVIC_Init()

ISR 编写 → 判断 EXTI_GetITStatus() → 业务逻辑 → EXTI_ClearITPendingBit()

5.除此之外，还有内部中断

内部中断和外部中断的区别